חיישני ננו-צינוריות פחמן לזיהוי חלבונים

צבר של ננו-צינוריות פחמן, המצופות בשכבה דקיקה של פולימר, המסוגל לזהות חלבונים, משמש כביו-חיישן המסוגל לקלוט אותות אלקטרוכימיים לזיהוי חלבונים בכמויות זעירות. ביו-חיישן זה יוכל לספק כלי אבחוני מכריע חדש לאיתורן של מגוון מחלות. ממצאי המאמר פורסמו ע"י חוקרים ממכללת בוסטון בכתב-העת המדעי Nature Nanotechnology.

וירוס הפפילומה - HPV
וירוס הפפילומה - HPV
ביו-החיישן המבוסס על ננו-הצינורית הצליח לזהות פריטין (ferritin) אנושי, החלבון העיקרי לנשיאת ברזל בתאים, וכן את החלבון הנגזר מנגיף הפפילומה המכונה E7 oncoprotein. ניסויים נוספים בחלבון קלמודולין (calmodulin) הראו כי החיישן מסוגל להבדיל אפילו בין התצורות השונות של החלבון עצמו.

שיטות להטבעה מולקולארית (Molecular imprinting) הראו כי ניתן להשתמש במבנים פולימריים בכדי לפתח חיישנים המסוגלים לזהות תרכובות אורגניות פרטניות, אולם הזיהוי של חלבונים נתקל באתגרים מורכבים. צוות המחקר הנוכחי השתמש בננו-צינוריות דמויות חוטים שצופו בפולימר מבודד המסוגל לזהות חלבונים ברמת רגישות שמתחת לפיקוגרמים (10-12 של הגרם) לליטר.

החלק המכריע בתפקודו של החיישן הינו ההטבעות של פרודות החלבון בתוככי הציפוי הפולימרי המבודד. מאחר וההטבעות מפחיתות את העובי של הציפוי, אותם האזורים בפולימר מכילים רמה נמוכה יותר של התנגדות משאר הבידוד של הפולימר כאשר הוא מחובר למעגל חשמלי הנוצר מהמטענים הקיימים בחלבון עצמו ובתמיסת המלח המיונן. כאשר פרודת חלבון נכנסת לנישה המתאימה לה במדויק, היא ממלאת את החלל שבמבודד וגורמת בכך לננו-צינורית לחוות שינוי בר-מדידה בהתנגדות, עובדה המצביעה על נוכחות החלבון בדגימה.

הזיהוי ניתן למדידה בזמן אמת, זאת במקום מספר ימים או שבועות שנדרשו לבדיקה מעבדתית, כלומר – שיטת ההטבעה המולקולארית של ננו-הצינורית תוכל לסמן את הדרך לפיתוח ביו-חיישנים המסוגלים לזהות נגיפים שונים באדם שבועות לפני שיטות אבחון זמינות הקיימות כיום.

בניגוד לשיטות הקיימות היום, שבהן מודדים את רמת הנוגדן של הנגיף (לדוגמא נגיף ה- HPV) או את התגובה החיסונית של התא רק לאחר ההידבקות הראשונית, חיישן הננו-צינורית מסוגל לאתר את חלבון הנגיף עצמו. בנוסף, בשיטה זו אין צורך בהוספת סמן כימי לשם זיהוי אלקטרוכימי.

"בנוגע למספר מחלות, אין אפשרות לדעת לבטח מדוע אדם מסוים נגוע בהן," אמר החוקר הראשי. "כל מה שניתן לדעת זה שאולי הגורם להתפרצותן הוא נגיף. בנקודת הזמן הזו, ייתכן ולחולה לא תהיה רמת נוגדנים ברת-מדידה בדמו. כך, שדווקא בזמן הקריטי לקביעת האבחון הנכון, ייתכן ולא יימצאו כל עקבות של הנגיף. בעיקרון, החמצת את ההזדמנות שלך. כעת, אנו מסוגלים לזהות את נוכחותם של החלבונים המצויים ע"ג מעטפת הנגיף באמצעות הטבעה מולקולארית ולקבל את האבחנה הנכונה מיד."

הידיעה על המחקר

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן